间歇精馏讲义

3.4.1 间歇精馏工艺

一、间歇精馏流程

间歇精馏的一个操作周期：

加料、平衡（全回流），第一产品采出、中间馏分采出、第二产品采出等等，釜液排放和塔的清洗。

图3-42 典型的工业间歇精馏装置

间歇精馏塔的形式：

∙①常规间歇精馏塔也称精馏式间歇精馏塔（图3-43 ）。

∙②提馏式间歇精馏塔（图3-44 ）。

∙③带有中间贮罐的间歇精馏塔或称复杂间歇精馏塔（图3-45 ）。

图3-43 精馏式图3-44 提馏式图3-45 带有中间贮罐的间歇精馏塔

∙④其他类型的间歇精馏塔（图3-46 ）。

图3-46 其他间歇精馏塔

(a) 双回流罐型; (b) 双加热釜型; (c) 双塔共用加热釜型

二、间歇精馏过程分析

不同回流方式：

1）恒回流比操作

回流比保持不变，而馏出物的浓度和流率随时间变化，产品组成为馏出时间内的平均组成。多元物系的间歇精馏，馏出不同的产品可采用不同的恒回流比，整个过程为分段恒回流。

2）恒塔顶浓度操作

回流比随过程的持续进行而逐渐增大，从而使塔顶馏出物的组成维持恒定。

不同精馏模式的能耗比较：

连续精馏模式最节能，随馏出量的增加，连续精馏能耗线性增加，而间歇精馏的能耗则急剧增大，特别当要求易挥发组分全部蒸出时，间歇精馏能耗太大，不能采用。间歇精馏中的恒馏出液浓度比恒回流比操作能耗低，对于高纯度精馏这种差别更甚。

各种参数对间歇精馏操作的影响：

1）持液量

塔内持液有如下三点影响：

∙①沿塔身建立浓度梯度需要一定时间,即需要一定的开工时间,持液量越

大，开工时间越长；

∙②分离难度加大。精馏过程开始馏出产品时，塔顶、塔身持液占有浓缩的易挥发组分,使釜液浓度比无持液情况降低,因此获得同样纯度产品所需浓缩倍数增加,分离难度加大；

∙③延缓塔内浓度变化,有利于分离；但当间歇精馏过程进行到过渡馏分阶段后期,即将馏出下一合格产品时,持液的惯性作用而不断吐出残余的前一组分(即为该产品的易挥发杂质),而使馏出物呈现轻杂质的“拖尾”现象,

增加了过渡馏分的数量,减小了产品收率。

2）回流比和平衡级数

回流比越高，平衡级数越大，过渡区越小，分离效果越好。当平衡级数大到一定数目后，平衡级数对过渡区的影响不再明显，此时最有效的方法是增加回流比。

3）操作压力

操作压力取决于欲分离物系各组分的沸点和沸点范围。沸点范围较窄的物系宜采用恒定操作压力；沸点适中物系宜采用常压操作；沸点高或易分解的物系宜采用减压操作。